配电网自动化系统概述PPT课件

这是一个关于配电网自动化系统概述PPT课件，主要介绍了配电自动化通信系统的层次结构、配电自动化的通信系统的组成及作用、配电自动化的通信方式及特点、通信系统应用实例分析鞥内容。配电自动化的通信系统 第三讲 1 配电自动化通信系统的层次结构 1.2 配电自动化通信系统的层次 一个完整的配电自动化系统包括配电自动化主站、配电自动化子站、远方监控单元三个部分。主站和子站间的通信、子站和现场监控单元间的通信有一个共同的特点，其中一方必为计算机系统，另一方为计算机系统或其它监控单元。另一个特点是通信距离比较远，可能为几公里，甚至几十公里。（1）主站级通信包括： 主站——调度 主站——子站 主站——变电站（2）子站级通信 主站——子站 子站——调度 子站——变电站子站——远方终端（RTU/DTU/TTU） 子站起到承上启下的作用，欢迎点击下载配电网自动化系统概述PPT课件哦。

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配电自动化的通信系统 第三讲 1 配电自动化通信系统的层次结构 1.2 配电自动化通信系统的层次 一个完整的配电自动化系统包括配电自动化主站、配电自动化子站、远方监控单元三个部分。主站和子站间的通信、子站和现场监控单元间的通信有一个共同的特点，其中一方必为计算机系统，另一方为计算机系统或其它监控单元。另一个特点是通信距离比较远，可能为几公里，甚至几十公里。（1）主站级通信包括： 主站——调度 主站——子站 主站——变电站（2）子站级通信 主站——子站 子站——调度 子站——变电站子站——远方终端（RTU/DTU/TTU） 子站起到承上启下的作用！（3）终端设备通信 主FTU——从1(RTU/DTU/TTU) 从2(RTU/DTU/TTU) 从3(RTU/DTU/TTU) ….. a) 级连方式 b) 总线方式 通常采用RS－232接口 通常采用RS－485接口（3）终端设备通信 主FTU——从1(RTU/DTU/TTU) 从2(RTU/DTU/TTU) 从3(RTU/DTU/TTU) ….. 子站——主FTU——远方终端（RTU/DTU/TTU） 主站——主FTU——远方终端（RTU/DTU/TTU） 终端设备通信主要是主从模式！ 2 配电自动化的通信系统的组成及作用 2.1 数字通信技术中的几个基本概念 2.2 数据通信传输方式 2.3 通信规约 2.4 调制解调器的作用及原理 2.1数字通信技术中的几个基本概念 （1）码元。远动通讯系统传输的数据是用码元序列表示的。若数据用一串有具体定义的脉冲表示，则称每个信号脉冲为码元，即携带信息的信号单元叫码元。在短距离传送中，逻辑高电平用“1”表示，低电平用“0”表示（称为单极脉冲）。在较长距离传输中可用正负电平表示（称为单双极脉冲）。（2）码元传输速率（传码率）。单位为波特（band），它定义为单位时间（秒）内通过系统所传送的码元数（脉冲数），也称传码率。码元传输速率Nb可用下式表示为 Nb ＝1/Ts 假设有一个码元（“1” 或“0”）信号波形的脉冲宽度为Ts，显然Ts越小，脉冲宽度越窄，单位时间内传送的码元数越多，传送的数据、符号数目也就越多，即效率越高。例如，在一个数据传输系统中，如果传送的信号波形的脉冲宽度为1.67ms，则信号传输速率约为600（band），即每秒可传送600个脉冲。 （3）  信息传输速（传信率）。单位是比特/秒（bit/s），它定义为单位时间（秒）内通过系统所传输的信息量，又称作数据传输速率，可用下式表示为: Rb=Nblog2N 式中：N为一个脉冲所表示的有效状态，即调制电平数（为2的整数倍）；Nb为每秒传送的脉冲数，如果数据传输系统传送的是二进制码元，则N＝2，那么码元传输速率Nb和信息传输速率Rb是一样的。从式可以看出，在码元传输率Nb不变的情况下，传输码元的进制越高，即N 值越大的话，则Rb越大，也就是所传输的信息量越大；但对应的系统进制数越大，其技术问题越复杂，实现越困难。另外，传输信道的频带也给传输速率带来一定的限制。（4）  消息传输速率（消息率）。单位是比特/秒（bit/s），它定义为单位时间（秒）内通过系统传输的从信息源发出的信息量，记做Rm。 传码率、传信率和消息率三者定义 5）误码率。在莫一数据传输过程中，发生错误的码元数与总传输码元数之比称为误码率。电力系统远动通信中要求误码率小于10－5误码率与通信的质量以及各种干扰的大小等因素有关. （6）带宽（Band Windth）。它是指传输模拟信号的频带宽度，模拟信号带宽由较高频率减去较低频率得到，但为了表达方便，通常利用频率范围来描述带宽。例如，音频信号的带宽是300～3400Hz。（7）基带和基带传输。在实际工作中人们所需要传输的原始信号（信息信号），无论是模拟信号（如语音信号、图象信号等），还是数字信号（如计算机和各种数字终端输出的信号），通常其频率都较低，它们所占据的这部分频带，通常成为基本频带（简称为基带），基带也就是指信号本身的基本频带。基带信号中的每个基带脉冲实际上就是一个可传输的码元。如果将基带信号直接在信道（以传输媒质为基础的信号通道）中传输，就称为基带传输。 （8）调制与频带传输。由于基带传输的信道通常是有线信道，如明线、对称电缆、同轴电缆等，所以不能远距离传输。为了远距离传输，一般要利用无线通道或载波通道，如利用载波通道，这时就须借助于正弦载波，通过频谱变换和搬移后，在进行传输。 所谓调制就是在调制器中，将数字基带信号调制到载波上，变为数字载波信号。这种用载波运载基带信号的过程称为调制。反之，从已调制过的载波信号中，将作为调制信号的原基带信号分离出来的过程称为解调。 (9) 报文及报文分组。报文是一组包含数据和呼叫控制信号（例如地址）的二进制数，是在数据传输中具有多种特定含义的信息内容。（10）以太网（ETHERNET）。它是一种局部通信网，通常在线路半径1～10km中等规模的范围内使用，为单一组织或单位的非公用网，网中的传输介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤等。它的特点是：信道带宽较宽；传输速率可达10Mbit/s;误码率很低（一般为10－8～10－11）. 2.2数据通信的传输方式 2）典型数据通信系统的组成 数据传输设备（DCE）的主要作用是将数据终端设备（DTE）送来的基带数字信号转变成使用与远距离传送的数字载波信号。常见数据传输设备有：调制解调器（modem）、复接分接器、数传电台、载波机和光端机。数据传输信道：按载体传输形式：有线传输和无线传输按数据传输形式：模拟信道和数字信道 2.3 通信规约（Protocol） 所谓通信规约是指调度端和执行端通信时共同使用的人工语言的语法规则及应答关系。规约规定怎样开始/结束通信、谁管理通信、怎样传输信息、数据是怎样表示和保护的、工作机理、支持的数据类、支持的命令以及怎样检测/纠错等内容。调度端和执行端只有使用相同的通信规约，彼此才能明白对方所发信息的意义，通信才能正常进行。 OSI标准制订通信规约是发展趋势 国际化标准组织ISO定义了一个开放式系统互联模型标准OSI，该模型包含了七层协议，即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，每一层都强调特殊的网络功能。任何一层只向它的上一层提供服务，并接受下一层的服务申请，每一层只与它的对应层进行通信。 （1） 物理层物理层提供两个通信实体之间的数据传输路径，它负责在连接两个相邻的节点之间的各种媒介上透明地传输任意位流。该层定义物理网络结构、所使用的媒介的机械和电气特性以及传输编码和计时时间等。（2）数据链路层数据链路层是将物理层的“位”组成“帧”，定义网络逻辑拓扑结构、媒介访问策略、物理地址、寻址方式，并提供连接服务。 （3）网络层网络层的作用是将数据转移到一个特定的网络位置，并且确保正确数据经过路由选择发送到由不同网络组成的网际网，即提供连接服务。（4）传输层传输层提供端到端的数据报文传输，它将下层的信息组成段，并将这些段提交给回话层，或者更上层的协议处理；它使用网络层的路由服务，并提供数据连接服务。 （5）会话层会话层实现服务请求者和提供者之间的通信。通信会话被用来建立、维护、同步并且管理通信实体之间的对话机制所制约。通常，本层协议也帮助较高层协议识别和连接到网络上提供的各种服务。（6）表示层表示层能把数据转换成一种能被各个计算机以及允许的应用程序相互理解的约定格式（传输语法）。表示层的主要作用是翻译和加密。 （7）应用层应用层包含了针对每一项网络服务的所有问题和功能。换句话说，上面6层协议包含了通常支持网络服务的任务和技术，而应用层则提供了完成指定网络服务功能所需的协议。 2.4 调制解调器的作用和原理 所谓调制解调器是讲数字基带信号调制在载波上，变为数字载波信号，这种过程叫调制（modulate)调制器。从已调制过的载波信号中，讲作为调制信号的原基带信号分离出来的过程 称为解调过程（demodulator)解调器。调制解调器的作用 a) 讲基带信号的频谱移到载频附近，以适应信道频带的要求，便于发送和接收。 b)实现信道的多路复用。 c)压缩信号带宽，以便于利用话带传输设备进行数据传输 调制的基本原理 有一个正弦电压信号 u=UMax Sin(wt+Ψ) 我们可以让正弦波电压的幅值，角频率和初相角随源码信号变化。 1）数字调幅ASK（amplitude shift keying） 2) 数字调频FSK(frequency shift keying) 3) 数字调相PSK(phase shift keying) 调制的几个基本的脉冲波形图 a) 码元波形 b) 调幅波形 c) 调频波形 d) 二元绝对调相波形 e)二元相对调相波形 图 “相一地”制高频通道的构成 1一输电线；2 高频阻波器；3—耦合电容器；4 结合滤波器 5 放电间隙；6—接地隔离开关；7 高频电缆；8 高频收发信机 （4）电力线载波通信的优缺点（1）光纤的结构与尺寸光纤的结构光纤的尺寸（2）光纤的类型多模光纤(Multimode Fiber， MMF) 光信号不止一种波长，典型的多模光纤尺寸为62.5μm/125μm 单模光纤(Singlemode Fiber， SMF ) 光信息只有一种波长，典型的单模光纤尺寸为8μm/125μm （3）光纤通信系统 多通道光端机示意图 3.3 高频电压脉动控制系统 GPRS的通讯需要固定IP的支持，因此采用一台拥有固定IP的主机作为服务器，结构上采用C/S模式，对监测站点通过GPRS网络实现集中管理、控制和数据采集，GPRS通信网络拓扑图如下图所示： 为了较经济的满足配电自动化的要求，通常根据配电网的具体情，在 不同层次上采用不同的通信方式，从而构成混合通信系统。 主站与子站的通讯子站与终端之间的通讯5Xs红软基地